Question

11．氰化鈉（NaCN）是重要的化工原料，常用于化學(xué)合成、冶金工業(yè)等．回答下列問題：
（1）寫出NaCN的電子式Na⁺．
（2）可用純堿、焦炭、氨氣反應(yīng)制取NaCN，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用單線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目．
（3）現(xiàn)代采金技術(shù)先以NaCN溶液在自然環(huán)境中浸取粉碎的含金（Au）礦石，得到Na[Au（CN）₂]（二氰合金酸鈉）溶液，再用鋅還原Na[Au（CN）₂]生成金．“浸取”反應(yīng)的氧化劑是O₂，消耗的鋅與生成的金的物質(zhì)的量之比為1：2．
（4）工業(yè)利用NaCN制備藍(lán)色染料的流程如下：

通入Cl₂時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-_，該藍(lán)色染料的化學(xué)式為Fe₃[Fe（CN）₆]₂．
（5）常溫下HCN的電離常數(shù)Ka=6.2×10^-10，濃度均為0.5mol/L的NaCN和HCN的混合溶液顯
堿（填“酸”、“堿”或“中”）性，通過計(jì)算說明其原因K_h=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{a}}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，K_h＞K_a，說明CN^-的水解程度大于HCN的電離程度，混合溶液呈堿性．

Answer 1

分析 （1）NaCN為離子化合物，由Na⁺和CN^-構(gòu)成，CN^-中碳氮共用三對(duì)電子；
（2）根據(jù)元素守恒可知，純堿、焦炭、氨氣反應(yīng)制取 NaCN，同時(shí)會(huì)生成水，根據(jù)化合價(jià)的變化確定電子轉(zhuǎn)化方向和數(shù)目；
（3）由題意可知，NaCN溶液與Au以及空氣中的氧氣反應(yīng)，Na[Au（CN）₂]（ 二氰合金酸鈉）溶液，利用元素守恒可書寫化學(xué)方程式，根據(jù)電子得失守恒可計(jì)算出消耗的鋅與生成的金的物質(zhì)的量之比，以此來解答；
（4）根據(jù)工業(yè)流程可知，NaCN與FeSO₄反應(yīng)生成Fe（CN）₂白色沉淀，F(xiàn)e（CN）₂繼續(xù)與NaCN溶液反應(yīng)生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯氣氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，Na₃[Fe（CN）₆]與硫酸亞鐵反應(yīng)生成藍(lán)色染料為Fe₃[Fe（CN）₆]₂，據(jù)此答題；
（5）根據(jù)K_h=$\frac{C（HCN）C（O{H}^{-}）}{C（C{N}^{-}）}$計(jì)算出水解平衡常數(shù)，比較NaCN的水解平衡常數(shù)和HCN的電離平衡常數(shù)可判斷溶液的酸堿性．

解答 解：（1）NaCN為離子化合物，由Na⁺和CN^-構(gòu)成，所以電子式為Na⁺，
故答案為：Na⁺；
（2）根據(jù)元素守恒可知，純堿、焦炭、氨氣反應(yīng)制取 NaCN，同時(shí)會(huì)生成水，反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用單線橋標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為，
故答案為：；
（3）題意可知，NaCN溶液與Au以及空氣中的氧氣反應(yīng)，Na[Au（CN）₂]（ 二氰合金酸鈉）溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Au+8NaCN+2H₂O+O₂=4Na[Au（CN）₂]+4NaOH，O元素的化合價(jià)降低，則為氧化劑，還原1mol金要轉(zhuǎn)移1mol電子，而每mol鋅能轉(zhuǎn)移2mol電子，所以消耗的鋅與生成的金的物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：O₂；1：2；
（4）根據(jù)工業(yè)流程可知，NaCN與FeSO₄反應(yīng)生成Fe（CN）₂白色沉淀，F(xiàn)e（CN）₂繼續(xù)與NaCN溶液反應(yīng)生成Na₄[Fe（CN）₆]，Na₄[Fe（CN）₆]被氯氣氧化成Na₃[Fe（CN）₆]，反應(yīng)的離子方程式為2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-，Na₃[Fe（CN）₆]與硫酸亞鐵反應(yīng)生成藍(lán)色染料為Fe₃[Fe（CN）₆]₂，
故答案為：2[Fe（CN）₆]^4-+Cl₂=2[Fe（CN）₆]^3-+2Cl^-；Fe₃[Fe（CN）₆]₂；
（5）根據(jù)K_h=$\frac{C（HCN）C（O{H}^{-}）}{C（C{N}^{-}）}$可知，K_h=$\frac{C（HCN）C（O{H}^{-}）}{C（C{N}^{-}）}$=$\frac{C（HCN）•C（O{H}^{-}）•C（{H}^{+}）}{C（C{N}^{-}）•C（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{a}}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，即水解平衡常數(shù)大于電離平衡常數(shù)，所以溶液呈堿性，
故答案為：堿；K_h=$\frac{{K}_{W}}{{K}_{a}}$=$\frac{1×1{0}^{-14}}{6.2×1{0}^{-10}}$=1.6×10^-5＞6.2×10^-10，K_h＞K_a，說明CN^-的水解程度大于HCN的電離程度，混合溶液呈堿性．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力的考查，為高考常見題型，注意根據(jù)流程圖把握實(shí)驗(yàn)的原理和操作方法，注意運(yùn)用電子守恒進(jìn)行計(jì)算，難度中等．